认识电场
高二物理教案《电场 电场强度》
高二物理教案《电场电场强度》一、教学目标1.了解电场的概念。
2.理解电场强度的概念。
3.掌握电场强度的计算方法。
二、重点、难点分析1.重点是使学生理解电场强度的概念及掌握电场强度的计算方法。
2.电场强度是描述电场性质的物理量之一,这是难点。
初学者容易把电场强度跟电场力混同起来。
三、主要教学过程1.复习库仑定律在真空中两个点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上,这就是库仑定律。
2.新课引入任何力的作用都离不开物质,脚踢球,脚对球的力直接作用在球上;狗拉雪橇,狗对雪橇的拉力是通过绳子作用的;地球对地表附近物质的作用力是通过重力场——物质,作用的;地球与月亮间有万有引力作用力也是因有万有引力场——物质;两电荷间相互作用时不直接接触,它们之间的相互作用也是通过别的物质作用的,这就是电场。
3.教学过程设计(1)电场a.电荷周围存在一种特殊物质提问:既然场是物质,为什么我们看不到呢?为转移的客观存在。
例如可见光波长由7000~4000,但还有很多波长的光线我们看不到,但不等于它们不存在。
不能以人类感官为标准判定存在与否。
场客观存在的证明是它有力、能的特性。
例如重力场对有质量的物体有力的作用,且可对物体做功,说明其能量。
电场对放入其中的电荷Q也有力的作用,可对Q做功,说明其有能量。
b.电场的基本性质:电场对放入其中的电荷有力的作用,此力称电场力。
c.静电场:静止电荷的电场。
场有能和力的特性,我们先看电场中力的性质,它是本章的重要内容,先以点电荷为例。
如图1所示,在+Q电场中A点分别放入电荷q1、q2、q3则它们分别受电场力为:看看上式,我们可发现场电荷Q对不同的检验电荷q有不同的电场力,但只要A点位置不变,F与q的比值就不变。
从上面分析看出:Q固定则电场的空间分布固定,对于场中某固定反映的是电场的强弱,称场强。
(2)电场强度a.定义:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫该点的电场强度,简称场强。
1-4认识电场 课件-粤教版
如:静电力(库仑力)
三、电场的描述
我们可用什么方法来形象地描述电场呢? 1、电场线
a.电场线上一点的切线方向表示该点的电场方向
B C
A
b.电场方向:人为规定,在电场中的任一点,正电荷受 力的方向,就是该点的电场方向。
三、电场的描述
1、电场线
五、知识拓展
Q
A rq
F q·E Fk Q
r2
E F k Q q r2
三、电场的描述
1、电场线
磁
大场 小电
场
磁感线越密越大 电场线越密越大
三、电场的描述
1、电场线 2、电场强度E ——矢量,有大小和方向
a、表示电场的强弱,即电场大小 b、单位: V/m或N/C
c、方向:正电荷受力的方向
四、匀强电场
1、电场线是方向相同且等间距的平行线 2、电场强度大小和方向处处相等相同;
++
+
+
+++
++
+ ++
+ - -+
+
+ +
三、电场的描述
1、电场线
磁 场
1、小磁针北极受力的方向; 3、磁感线任一点的切线方向。
方 2、外:N极指向S极,内:S极指向N极; 向
电 场
光芒四射
万剑穿心
手牵手
背靠背
1、正电荷受力的方向;
2、从正电荷出发,终止于负电荷(或无穷远);
3、电场线任一点的切线方向。
认识电场
粤教版选修1-1 第一章第4节
第四节 认识电场
1、定义:表示场强大小和方向的物理 量 2、场强符号:E 单位:N/C或V/m。 3、矢量:方向为正电荷在该点的受力 方向 4、大小:电场线密的地方场强大,电 场线疏的地方场强小
思考感悟 电场中实际存在电场线吗?引入电场线的 目的是什么呢? 提示:电场中实际并不存在,是人们为了形象 的描述电场而引入一系列具有方向性的曲线, 引入电场线的目的是为了描述电场的强弱和方 向.
1.概念:电场线是用来形象地描述电场强
弱与方向特性的一簇曲线. 场强大小:用电场线的疏密来表示;
场强方向:该点的切线方向
2、电场线的特性:
(1)虚拟、假象的曲线 (2)电场线起于正电荷(或无穷远), 止于负电荷(或无穷远) (3)电场线不相交不闭合 (4)电荷不一定沿着电场线运动
常见电场的电场线
四、匀强电场
1.定义:在电场中的某个区域,如果电场强度的 大小和方向处处相同,这个区域的电场叫做匀强 电场. 2.电场线:匀强电场的电场线是一组方向相同等 间距的平行线. 3.近似匀强电场:带有等量异种电荷的两块平行
金属板之间的电场.
典型例子:带有等量异种电荷的两块平行金 属板形成的电场:
小结
D.电场中某点的场强与该点有无试探电荷无关
1、两电荷不直接接触,它们之间的相互 作用是通过电场发生的 2、电场线 大小:疏密程度 方向:该点的切线方向 特点:虚拟的、不相交不闭合、从正 电荷或无穷远发出负电荷或无穷远终 止。
3、场强的大小方向的判断 大小:看电场线的疏密情况 方向:看正电荷的受力方向
4、匀强电场:E处处相等的电场
关于电场,下列说法中正确的是 A A.电场是电荷周围空间实际存在的物质 B.电场是为了便于研究电荷的运动而引入 的理想模型。 C.电荷周围分布的电场线就是电场。 D.电荷间的相互作用不是通过电场作为
电场PPT课件
产生电荷的方式(电荷守恒定律) 电场力 电场 电场强度及电场线 电势和电势差 等势面 电容及带电粒子在电场中的运动
产生电荷的方式
摩擦起电 接触起电 感应起电
摩擦起电
(1)正点荷:用绸子摩擦过的玻璃棒所带 电荷; (2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶 棒所带电荷;(3)实质:电子从一物体转 移到另一物体;
五、等势面
1.定义:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面。
2.等势面的性质
(1)沿等势面移动电荷时,电场力不做功 (2)电场线跟等势面垂直,并且由电势高的等势面指 向电势低的等势面 (3)电场线密的区域等势面密,电场线疏的区域等势 面疏
(4)任意两个电势不等的等势面不能相交 (5)在同一等势面上移动电荷时,电场力不 做功,这表明电荷受的电场力方向与电荷 的移动方向(在等势面上)始终保持垂直, 所以电场线与等势面垂直.由于沿电场线 方向电势一定降低,所以电场线由高电势
(2)某点的电场强度的大小及方向取决于电 场本身(即场源电荷及这点的位置),与检验电荷的 正负、电量的大小及受到的电场力无关。
三、真空中点电荷电场强度公式:
F Qq 因为 : E , 又F K 2 q r
Q 所以 : E K 2 r
注意:(1)点电荷Q产生的电场中,某一点的场强的
大小由点电荷Q及P点到Q的距离r决定,与检验电荷q 无关。 (2)当Q一定时,越靠近Q的点(r越小),场 强越大。
W重 = EP1-EP2
W电 = EPA-EPB
尽管重力做功与电场力做功很相似,但还是 存在很大差异—存在两种电荷 正电荷顺电场线移动, 电场力做正功,电势能减少 负电荷顺电场线移动, 电场力做负功,电势能增加 正电荷逆电场线移动, 电场力做负功,电势能增加 负电荷逆电场线移动, 电场力做正功,电势能减少
初中三年级物理科目教案认识电场力与电势能的实际变化规律
初中三年级物理科目教案认识电场力与电势能的实际变化规律一、引言在物理学中,电场力和电势能是基础概念,了解它们的实际变化规律对于理解电学现象非常重要。
本节课旨在帮助初中三年级学生认识电场力和电势能的实际变化规律,以建立他们对电学的基础知识。
二、学习目标1. 了解电场力的定义和特点;2. 理解电场力与电荷之间的关系;3. 掌握电势能的概念和计算方法;4. 掌握电势能与电荷位置和电场强度之间的关系。
三、教学准备1. 电荷棒和电荷球模型;2. 电场力和电势能的公式表格;3. 课堂演示用的电场力和电势能实例。
四、教学过程1. 导入通过展示电荷棒和电荷球模型,向学生介绍电荷的基本概念,并引导他们思考电荷之间的相互作用。
2. 认识电场力解释电场力的定义,即电荷周围存在电场,电场对其他电荷施加力的现象。
引导学生理解电场力的特点,包括电场力的大小与电荷量和距离的关系。
3. 分析电场力与电荷关系通过讨论不同电荷之间的相互作用情况,帮助学生理解电场力与电荷之间的关系。
通过示例,让学生计算不同电荷之间的电场力。
4. 认识电势能解释电势能的概念,即电荷在电场中具有的能量。
向学生介绍电场力与电势能之间的关系,即电场力与电荷位置的变化有关。
5. 分析电势能与电荷位置关系通过实际示例和计算题,帮助学生理解电势能与电荷位置之间的关系。
鼓励学生用公式计算电势能的变化。
6. 实践操作将学生分成小组,进行实践操作。
每组给予一个含有电荷的实际问题,要求他们通过计算得出不同位置处的电场力和电势能的数值,并比较它们的变化规律。
7. 讨论和总结引导学生讨论实践操作的结果,总结电场力和电势能的实际变化规律。
提醒学生注意电场力和电势能在不同位置之间的相互转换。
五、课堂作业要求学生利用课堂所学知识,完成相关计算题,并写一份简要报告,总结实际变化规律。
六、拓展延伸鼓励有兴趣的学生通过实验或研究资料,进一步探究电场力和电势能的实际变化规律。
鼓励他们形成自己的思考和见解,并向全班分享。
【高中物理】高中物理(人教版)选修1-1同步教师用书:第1章-第2节-电场
二、电场学习目标知识脉络1.知道电场是客观存在的物质,认识电场.2.理解电场强度的概念,会用电场强度描述电场.(重点)3.知道电场线,了解电场线的特点.(重点)4.学会用电场线描述常见电场的分布.(难点、重点)电场和电场强度[先填空]1.电场(1)只要有电荷存在,电荷的周围就有电场.电荷间相互作用是通过电场实现的.(2)电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用.(3)电场虽然看不见、摸不着,但它是客观存在的物质.2.试探电荷在电场中放入的电荷,它的电荷量要非常小,体积也要充分小.3.电场强度(1)定义:放入电场中某点的电荷,所受静电力F跟它的电荷量的比值,叫做该点的电场强度,简称场强.(2)公式:E=F q.(3)单位:牛每库(N/C).(4)方向:电场强度是矢量,不仅有大小,还有方向.物理学上规定:正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点场强的方向,负电荷受电场力的方向与该点场强的方向相反.(5)物理意义:电场强度是描述电场强弱和方向的物理量. [再判断]1.在电荷周围有电场,其是客观存在的.(√)2.如果把放入电场中某点的试探电荷取走,则那点的电场强度变为0.(×)3.电荷在电场中的受力方向就是该点的场强方向.(×)[后思考]1.两个相隔一定距离的电荷可以产生相互作用,电荷之间是通过什么来传递相互作用呢?【提示】 电荷之间是通过电场产生相互作用的.2.电场强度的方向就是电荷受力的方向,对吗?【提示】 不对.正电荷在电场中某点受电场力的方向为该点场强方向.负电荷受电场力的方向与该点场强方向相反.1.对电场强度的理解(1)电场强度是描述电场性质的物理量,与放入电场中的电荷无关,它的大小是由电场本身来决定的.(2)公式E =F q 是电场强度的定义式,适用于一切电场,但E 不随F 和q 的变化而变化,不能说E 与F 成正比,也不能说E 与q 成反比.定义式仅告诉我们一种测量场强大小的方法.(3)在电场中的同一点,F q 是不变的;在电场中的不同点,F q 往往不同,即F q 完全由电场本身性质决定,与放不放试探电荷,放入试探电荷的电性、电荷量多少均无关系.(4)电场强度是矢量.空间某一点有几个电场叠加,该点的合场强可用平行四边形定则计算.即几个点电荷的电场中某点的场强等于各个点电荷在该点单独产生的场强的矢量和.2.点电荷的电场根据电场强度的定义式可得点电荷Q 在空间中形成电场的电场强度的表达式:E =k Q r 2(r 为空间某点到点电荷的距离).1.(多选)由电场强度的定义式E =F q 可知,在电场中的同一点( )【导学号:46852003】A .电场强度E 跟F 成正比,跟q 成反比B .无论试探电荷q 值(不为零)如何变化,F 与q 的比值始终不变C .电场中某点的场强为零,则处在该点的电荷受到的静电力一定为零D .一个不带电的小球在P 点受到的静电力为零,则P 点的场强一定为零【解析】 由E =F q 知,电场中某点场强E 只由电场本身决定,与是否引入试探电荷q 及q 的大小、正负无关,故A 项错,B 项对;由F =qE 知,E =0时,F 一定为零,F =0,E 不一定为零,故C 项对,D 项错.【答案】 BC2.场源电荷Q =2×10-4 C ,是正点电荷;试探电荷q =-2×10-5 C ,是负点电荷.它们相距r =2 m 而静止,且都在真空中,如图1-2-1所示.求:图1-2-1(1)q 受的电场力;(2)q 所在的B 点的场强E B ;(3)只将q 换为q ′=4×10-5 C 的正点电荷,再求q ′受力及B 点的场强.【解析】 (1)由库仑定律得F =k Q ·q r 2=9×109×2×10-4×2×10-522N =9 N. 方向在A 与B 的连线上,且由B 指向A .(2)因电场强度的定义式:E =F q ,所以E B =92×10-5 N/C =4.5×105 N/C. 方向沿A 、B 连线向右.(3)由库仑定律F ′=k Q ·q ′r 2=9×109×2×10-4×4×10-522N =18 N. 方向沿A 、B 连线向右,E B =F ′q ′=184×10-5 N/C =4.5×105 N/C. 方向沿A 、B 连线向右. 【答案】 (1)9 N ,方向在A 与B 连线上,且由B 指向A(2)4.5×105 N/C ,方向沿A 、B 连线向右(3)18 N ,方向沿A 、B 连线向右;4.5×105 N/C ,方向沿A 、B 连线向右1.电场强度的大小和方向都取决于电场本身.2.电场强度的大小虽然可由F q 来量度,但与试探电荷的存在与否无关.3.电场力F =qE 取决于电荷量q 及电场中这一点的电场强度E 的大小.电 场 线[先填空]1.概念为了直观形象地描述电场中各点电场强度的分布,在电场中画出一系列曲线,曲线上每一点的切线方向表示该点的电场强度方向.2.电场线的特点(1)始于正电荷(或无穷远),终止于无穷远(或负电荷).(2)任意两条电场线都不相交.(3)在同一幅电场分布图中,电场越强的地方,电场线越密.3.匀强电场(1)定义:场强大小和方向处处相同的电场.(2)电场线:匀强电场中的电场线是距离相等的平行线.(3)获取方法:平行正对的两金属板分别带有等量的正负电荷后,在两板之间除边缘外就是匀强电场.[再判断]1.电场线是客观存在的物质.(×)2.电场线只能表示电场强度的方向.(×)3.电场中未画电场线的地方电场强度为0.(×)[后思考]1.电场中的电场线是真实存在的吗?【提示】不是.电场线是人们为形象地描述电场而假想的,是一种物理模型.2.为什么任意两条电场线都不相交?【提示】电场线上每一点的切线方向表示该点的电场强度方向.若相交则该点会有两个电场强度的方向,与实际不符合.1.电场线的特点(1)不相交(空间任何一点,只能有一个确定的场强方向);(2)不闭合(起于正电荷或来自无穷远处,止于负电荷或伸向无穷远处);(3)电场线上各处的切线方向(或在电场中电场线的方向)表示场强的方向;(4)电场线的疏密程度表示场强的大小.电场线越密场强越大,越疏场强越小.2.几种常见带电体周围的电场线分布电场电场线图样简要描述电场特点正点电荷发散状直线离点电荷近处电场强度大,方向背离正电荷负点电荷会聚状直线离点电荷近处电场强度大,方向指向负电荷等量同种相斥状曲线连线上:中点场强最小(为零),靠近电荷变大电荷中垂线:中点场强最小(为零),向外移动先变大后变小等量异种电荷相吸状曲线连线上:中点场强最小,靠近电荷变大中垂线:中点场强最大,向外移动逐渐变小匀强电场(两平行板正对,中间部分为匀强电场)平行的、等间距的、同向的直线大小相等,方向相同3.(多选)如图1-2-2中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条直线上有A、B两点,用E A、E B表示A、B两处的场强大小,则()图1-2-2【导学号:46852004】A.A、B两点的场强方向相同B.电场线从A指向B,所以E A>E BC.A、B同在一条电场线上,且电场线是直线,所以E A=E BD.不知A、B附近的电场线分布状况,E A、E B的大小不能确定【解析】根据电场线的物理意义,线上各点的切线方向表示该点的场强方向.因题中的电场线是直线,所以A、B两点的场强方向相同,都沿着电场线向右;因为电场线的疏密程度反映了场强的大小,但由于题中仅画出一条电场线,不知道A、B附近电场线的分布状况,所以无法确定E A、E B的大小,故A、D 项正确.【答案】AD4.如图1-2-3是静电场中一部分电场线的分布,下列说法中正确的是()图1-2-3A.这个电场可能是负点电荷的电场B.点电荷q在A点处受到的电场力比在B点处受到的电场力大C.点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力) D.负电荷在B点处受到的电场力的方向沿B点切线方向【解析】负点电荷的电场是会聚状直线,A项错误;电场线的疏密程度表示电场的强弱,所以有E A>E B,又有F=qE,故电场力F A>F B,B项正确;由牛顿第二定律知,加速度a=Fm,所以a A>a B,C项错误;因为“B点切线方向”即B点场强方向,而负电荷所受电场力的方向与场强方向相反,D项错误.【答案】 B5.在如图所示的各电场中,A、B两点场强相同的是()【导学号:46852005】A.B.C. D.【解析】A选项中A、B两点电场强度大小相等,但方向不同;B选项中E A>E B;C选项中是匀强电场;D选项中E B>E A,且方向也不同.故只有C正确.【答案】 C电场线不是客观存在的,它只是用来描述电场的方向和定性地描述电场的强弱,并不是带电粒子在电场中的运动轨迹,带电粒子在电场中的运动轨迹是由带电粒子受的合外力与初速度共同决定的.但电场线能反映带电粒子在电场线上各点受电场力的方向.高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上,时间就是我们致胜的法宝,与其犹犹豫豫不知如何落笔,倒不如多学习答题技巧。
【全优课堂】2014秋高中物理 第1章 第4节认识电场课件 粤教版选修1-1
三、匀强电场
1.电场强度:描述电场的大小和________ 方向 的物理量.
方向 ,用符号E表示,E 2.电场强度是一个矢量,有________ 的方向与该点的______________ 一致. 电场方向
N 3.E的单位是______ C .
大小 和 ______ 方向 都相同 4.匀强电场:电场中各点的场强 ______ 的区域为匀强电场区域. 5.匀强电场的电场线是均匀分布的平行直线 ________.
线的定义,选项C是正确的.场强大小与场强的方向无关,与
电场线方向无关,D选项是错的. 答案 C
【变式练习】 (双选)如图1-4-1中画出了某一个电场的 一些电场线,将一个正点电荷 q置于该电场中,下面说法正确
的是(
)
A.电场线所表示的电场方向是自左向右的 B.电场线所表示的电场方向是自右向左的 C.正电荷q受电场力方向是自左向右的 D.正电荷q受电场力方向是自右向左的 图1-4-1
典例剖析
对电场的理解 【例1】 在电场中某点,当放入正电荷时受到的电场力向 右,当放入负电荷时受到的电场力向左,则下列说法中正确的 是( ) A.当放入正电荷时,该点场强向右,当放入负电荷时,
该点场强向左
B.该点的场强方向一定向右 C.该点的场强方向一定向左
D.该点的场强方向可能向右,也可能向左
解析
解析
本题非常简单,只需准确掌握电场线如何描述电
场,就可正确解答此题.电场线是一组平行线,其切线方向即
为直线本身,电场方向自左向右,A选项正确.正电荷在电场 中受电场力的方向与电场方向相同,也应是自左向右,C选项 正确. 答案 AC
电场强度的理解 【例3】 在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9 C, 直线 NM通过O点, OM的距离r= 30 cm,M点放一个点电荷 q =-1.0×10-10 C,如图1-4-2所示,求:
粤教版 选修3-1 第一章 第一节认识电场
粤教版选修3-1第一章第一节认识电场1.下列说法正确的是()A.静电感应不是创造了电荷,而是电荷从物体的一部分转移到另一部分引起的B.一个带电物体接触另一个不带电物体,两个物体有可能带上异种电荷C.摩擦起电是因为通过克服摩擦做功而使物体产生了电荷D.以上说法都不对2.(双选)关于摩擦起电现象,下列说法正确的是()A.摩擦起电现象使本没有电子和质子的物体中产生了电子和质子B.两种不同材料的绝缘体互相摩擦后,同时带上等量异种电荷C.摩擦起电,可能是因摩擦导致质子从一个物体转移到了另一个物体而形成的D.丝绸摩擦玻璃棒时,电子从玻璃棒上转移到丝绸上,玻璃棒因质子数多于电子数而显示带正电3.(2012·深圳实验中学检测)如图1-1-7所示,用起电机使金属球A带上正电,靠近不带电的验电器B,则()图1-1-7A.验电器金属箔片不张开,因为球A没有和B接触B.验电器金属箔片张开,因为整个验电器都带上了正电C.验电器金属箔片张开,因为整个验电器都带上了负电D.验电器金属箔片张开,因为验电器金属箔片带上了正电4.(双选)有一个质量很小的小球A,用绝缘细线悬挂着,当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时,看到它们互相吸引,接触后又互相排斥,则下列说法正确的是()A.接触前,A,B一定带异种电荷B.接触前,A,B可能带异种电荷C.接触前,A球一定不带任何电荷D.接触后,A球一定带电5.地毯中加入少量金属丝的目的是()A.增大地毯的强度和韧性B.避免人走动时产生静电C.将人走动时产生的静电导走D.以上说法都不正确6.(双选)原来甲、乙、丙三物体都不带电,今使甲、乙两物体相互摩擦后,乙物体再与丙物体接触,最后,得知甲物体带正电 1.6×10-15C,丙物体带电荷量的多少为8×10-16C.则对于最后乙、丙两物体的带电情况下列说法中正确的是()A.乙物体一定带有负电荷8×10-16CB.乙物体可能带有负电荷2.4×10-15CC.丙物体一定带有正电荷8×10-16CD.丙物体一定带有负电荷8×10-16C7.(双选)如图1-1-8所示,不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔.当枕形导体的A端靠近一带电导体C时()图1-1-8A.A端金箔张开,B端金箔闭合B.用手触摸枕形导体后,两对金箔均张开C.用手触摸枕形导体后,将手和C都移走,两对金箔均张开D.选项A中两对金箔分别带异种电荷,选项C中两对金箔带同种电荷8.(2012·广州执信中学高二质检)把一个带正电的金属球A跟不带电的同样的金属球B相碰,两球都带等量的正电荷,这是因为()A.A球的正电荷移到B球上B.B球的负电荷移到A球上C.A球的负电荷移到B球上D.B球的正电荷移到A球上9.(双选)挂在绝缘细线下的两个轻质小球,表面镀有金属薄膜,由于电荷的相互作用而靠近或远离,分别如图1-1-9甲、乙所示,则()甲乙图1-1-9A.甲图中两球一定带异种电荷B.乙图中两球一定带同种电荷C.甲图中两球至少有一个带电D.乙图中两球至少有一个带电10.用丝绸摩擦过的玻璃棒与用毛皮摩擦过的橡胶棒,分别去接触小灯泡的两上电极,能否将小灯泡点亮?11.用毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒带________电荷,毛皮带__________电荷.当橡胶棒带有 2.7×10-9库仑的电荷量时,有____________个电子从____________移到____________上.12.(2012·广东仲元中学高二检测)有两个完全相同的金属球A和B,带电量分别为q和-q,现要让A、B均带有q4的正电量,应怎么办?粤教版选修3-1第一章第一节认识电场1、【解析】静电感应的实质是电荷的转移,A项正确;B项中接触起电的结果是两个物体带上同种电荷,B项错误;摩擦起电的实质是电荷的转移,不是产生了新电荷,C项错误.【答案】 A2、【解析】摩擦起电实质是由于两个物体的原子核对核外电子的约束能力不相同,因而电子可以在物体间转移.若一个物体失去电子,其质子数比电子数多,我们说它带正电.若一个物体得到电子,其质子数比电子数少,我们说它带负电.使物体带电并不是创造出电荷.故正确答案为B、D.【答案】BD3、【解析】A带正电,靠近验电器B时发生静电感应,使B的金属球带负电,下端金属箔带正电而张开.【答案】 D4、【解析】接触前橡胶棒带电,带电体有吸引轻小物体的性质,故A可能带正电也可能不带电,接触后橡胶棒和A带同种电荷,故要排斥,故正确答案为B、D.【答案】BD5、【解析】人在地毯上走动会产生静电是不可避免的,故B错;加入少量金属丝的目的是将人走动产生的静电及时导走,避免形成电荷的积累,故C对,A、D错.【答案】 C6、【解析】由于甲、乙、丙原来都不带电,即都没有净电荷,甲、乙摩擦导致甲失去电子1.6×10-15C而带正电荷,乙物体得到电子而带1.6×10-15C的负电荷;乙物体与不带电的丙物体相接触,从而使一部分负电荷转移到丙物体上,故可知乙、丙两物体都带负电荷,由电荷守恒可知乙最终所带负电荷为1.6×10-15C-8×10-16C=8×10-16C,故A、D正确.【答案】AD7、【解析】根据静电感应现象,带正电荷的导体C放在枕形导体附近,在A端出现了负电荷,在B 端出现了正电荷,这样的带电并不是导体中有新的电荷,只是电荷的重新分布.金箔上带电相斥而张开.选项A错误.用手触摸枕形导体后,B端不是最远端了,人是导体,人的脚部连接的地球是最远端,这样B 端不再有电荷,金箔闭合.选项B错误.用手触摸导体时,只有A端带负电荷,将手和C移去后,不再有静电感应,A端所带负电荷便分布在枕形导体上,A、B端均带有负电荷,两对金箔均张开.选项C正确.从以上分析可看出,选项D正确.【答案】CD8、【解析】金属球中能够自由移动的电荷是自由电子,则B球上的自由电子受A球上所带正电荷的吸引而转移到A球上,B球因缺少电子就带上了正电荷.【答案】 B9、【解析】题目中的小球都是镀有金属薄膜的轻质小球,带电物体具有吸引轻小物体的性质,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,所以可以判断出甲图的现象可以是两个带异种电荷的小球,也可以是一个小球带电而另一个小球不带电;两个小球由于相互排斥而出现乙图中的现象,则必须都带电且是同种电荷.【答案】BC10、【解析】丝绸摩擦后的玻璃棒和毛皮摩擦后的橡胶棒虽然带异号电荷,但不同于电池的正负极,因此无法对小灯泡提供持续的电流,不能点亮小灯泡.【答案】不能,因为不能给小灯泡一个持续的电流.11、【解析】用毛皮摩擦橡胶棒时,橡胶棒因得到从毛皮转移来的电子,带上了负电荷,毛皮因丢失了电子,带上了正电荷,这是摩擦起电的现象,从毛皮转移到橡胶棒上的电子数为n=qe=2.7×10-91.6×10-19个=1.7×1010个.【答案】负正 1.7×1010毛皮橡胶棒12、【解析】应用电荷均分规律,方法多样,现举两种:方法一:先用手摸一下金属球B,将B上的电荷放掉,再把金属球A、B接触后再分开,则A、B两球均分电量q,各带有q2电量.再用手摸一下A(或B),让两球再接触后分开,此时两球各带有q4的电量.方法二:用一个与A、B均相同的小球C先与B接触后分开,则B带有-q2电量,再让A、B两球接触后分开,则A、B都带有q4的电量.【答案】见解析。
初步认识电场与电势
初步认识电场与电势电场和电势是电学中两个重要的概念。
它们揭示了电荷特性以及电荷与空间的相互关系。
本文将对电场和电势进行初步的认识和解析。
1. 电场的概念与性质电场是指由电荷在空间中所产生的物理场。
它可以通过电荷间的作用来描述。
如果一个电荷在电场中,它会受到电场力的作用,从而产生运动或受到力的作用。
电场可由矢量来表示,方向与力的方向相同,大小由电荷数目和空间位置共同决定。
根据库仑定律,电场强度E与电荷量q和距离r的平方成反比,即E∝q/r²。
2. 电场的计算与表示为了计算电场,我们可以利用电场强度E的定义来进行推导。
对于点电荷来说,其电场强度E等于电荷量q除以距离r的平方,即E=q/r²。
对于多个电荷体系,我们可以把它们的电场强度叠加起来求和,得到总的电场强度。
通过这种方式,我们可以计算出电场在不同点的数值,并绘制电场线或电场图来表示电场的分布情况。
3. 电势的概念与性质电势是描述电场状态的物理量,它反映了单位正电荷在电场中具有的能量。
电势是标量,没有方向性。
在电场中,电势的单位是伏特(V)。
根据电势的定义,电势差等于单位正电荷在电场中所受的力的做功。
电势差可以表示为ΔV = W/q,其中W为力所做的功,q为单位正电荷。
4. 电势的计算与表示与电场类似,我们可以通过电势的定义来计算电势。
对于点电荷来说,它的电势等于库仑常数k乘以电荷量q除以距离r,即V=kq/r。
对于由多个电荷组成的电荷体系,我们可以将它们的电势叠加起来求和,得到总的电势。
通过计算电势,我们可以了解电荷体系在不同位置具有的电势大小,并绘制电势线或等势面图。
5. 电场与电势的关系电场和电势之间存在着密切的关系。
电势是描述电场状态的物理量,而电场是描述电势产生的力的物理量。
电场是电势的负梯度,即E=-∇V,其中∇代表梯度算符。
这意味着在电势分布不均匀的情况下,电场会使电势下降的方向变化。
总结:通过对电场和电势的初步认识,我们了解到电场是由电荷所产生的物理场,而电势描述了电场状态和电荷在电场中具有的能量。
全面认识电场
全面认识“电场”唐衡发电场是电磁学中最基本的概念.学生对电场的认识普遍感到困难,这主要是由于电场太抽象、概念性强、综合性强.那么,如何全面认识电场呢?一、首先要认识电场的物质性和基本特性电场的物质性主要表现在两个方面:(1)电场是一种特殊物质,是一种不以人的感官所感觉的客观存在.电场具有物质的一般共性,这就是电场跟一般物质一样都具有能量和动量.电场的能量叫做电场能(电场能有别于电势能,电势能是电荷在电场中,由电荷和电场共同具有的一种系统能量).(2)电场的产生是有物质基础的,静电场是由静止的电荷(相对观察者而言)产生的,感应电场是由变化的磁场产生的.电场与一般物质又不同:(1)电场没有质量.(2)电场具有方向性.(3)电场具有其它物质不具有的基本特性.电场的基本特性:电场对处在电场中的电荷有电场力的作用(力的特性),电场力对电荷有做功的本领(能的特性).人们从认识电场力的特性出发,引入了电场强度的概念:电场强度是从力的方面表示电场强弱和方向的物理量(矢量).电场中某点电场强度的大小和方向,是由产生电场的“场源电荷”的电量、电荷分布情况、空间位置以及介质决定的.这一点从点电荷产生的电场的电场强度表达式E=kQ/r2可以看出,电场中某点的电场强度,数值上等于检验电荷在该点受到的电场力与检验电荷电量的比值,即E=F/q.此式是电场强度的定义式,但不是电场强度的决定式,不能理解为电场强度与电场力成正比,与电量成反比.实际上电场中某点的电场强度的大小和方向跟检验电荷受到的电场力的大小和方向无关.是电场本身的属性.电荷在电场中受到的电场力,是由电荷的电量和它所在处的电场强度决定的(F=qE).同一电荷在电场中受到的电场力跟电荷所在处的电场强度成正比.人们从认识电场的能的特性出发,引入了电势和电势差的概念:电场力对电荷可以做功,因此,电荷在电场中具有做功的本领,具有能.电荷在电场中所具有的能叫做电势能,简称为电能.电势能跟重力势能相似,是电荷和电场共同具有的一种系统能量,电势能是由电荷所在处电场的性质和电荷的电量所决定的(=qU),而表示电场的这种能的性质的物理量就是电势.电场中某点的电势是由电场本身决定的,由产生电场的“场源电荷”、空间位置和零电势点的选取所决定(电势是相对量).电场中某点的电势,数值上等于检验电荷在该点的电势能跟检验电荷电量的比值,即U=/q(定义式).静电力跟重力相似都是保守力,静电力做功与电荷的运动路径无关,由电荷在电场中初、末位置电势的差值和电荷的电量所决定,即Wab=q(Ua-Ub)=qUab.从上式可看出,电势差(电压)是反映了电场力做功本领的物理量.静电场力做功跟电势能的关系,类似于重力做功跟重力势能的关系,即静电场力做功等于电势能的减少量(Wab=a+b=-Δ).电场强度、电势和电势差都是表示电场性质的物理量,因此它们之间必然存在着一定联系,电场强度的方向就是电势降落最快的方向,电场强度的大小等于沿电场方向单位长度电势的降落(电势差).对于匀强电场:E=U/d或U=Ed,式中d是电荷在电场中初、末位置间的位移在电场方向上的投影.二、要正确认识和灵活运用电场线电场是抽象的,电场线是人们为了形象地反映电场而引入的物理模型.由于静电场是有源场,所以静电场的电场线是“有始有终”的非闭合曲线.电场线由正电荷发出,终止于负电荷或无穷远,或从无穷远发出,终止于负电荷.带电体发出(或收集)电场线的条数,由带电体的电量决定.带电体所带的电量越多,它发出(或收集)的电场线就越多.电场线上各点的切线方向表示各点的电场强度的方向,电场线的密疏程度表示电场强度的大小,电场线越密的区域,电场强度就越大.沿着电场线电势逐渐降低,逆着电场线电势逐渐升高.跟电场线垂直的面叫做等势面,在同一等势面上各点的电势相等.关于电场线有两个问题须弄清.(1)电场线与电荷在电场中运动轨迹的区别:电场线上各点的切线方向是电场强度的方向,或正电荷受到的电场力的方向,而电荷运动轨迹上各点的切线方向是电荷的运动方向.由于物体的运动方向是由物体所受到的合外力和物体的初速度决定的,所以电场线与电荷在电场中的运动轨迹一般是不重合的,只有在某些特殊情况下两者才重合.(2)电荷沿电场线运动电场力做功与电势能和动能的变化之间的关系是:电场力做功是由电荷的电量和初、末位置的电势差决定.正电荷沿电场线运动,电场力做正功,电荷的电势能一定减少.负电荷沿电场线运动,电场力做负功,电荷的电势能一定增加.电荷动能的变化则由合外力做功所决定.电场力做正功,合外力不一定做正功,电荷的动能不一定增加.同理,电场力做负功,电荷的电势能不一定减少.若电荷在电场中只受电场力作用,则电荷的动能的增量,才等于电场力对电荷所做的功.我们不仅要正确认识电场线,而且要善于运用电场线来分析问题和解决问题.例1 如图1所示,MN是两个等量正电荷连线的中垂线,有一负点电荷从很远处沿MN方向向O点运动,在运动过程中(只受电场力作用),下列说法正确的是A.点电荷的加速度逐渐增大B.点电荷的动能逐渐增大C.点电荷先加速后减速D.点电荷的电势能在O点最大图1解析点电荷的加速度由所受电场力决定,而电场力跟电场强度成正比.画出同种正电荷的电场线如图1中带箭头的虚线所示(只画出部分电场线).从图中可以看出,电场线沿MN从很远处到O点的过程中,其密度是先变大后变小,方向不变,所以电场强度也是先变大后变小,点电荷的加速度是先变大后变小,加速度的方向不变,选项AC是错误的.由于负电荷逆着电场线运动,电场力做正功,电荷的电势能减小,动能增大.所以,选项B正确,选项D错误.三、要弄清静电场和感应电场的区别静电场和感应电场是电场中的两大类,它们既有相同之处,又有不同之处.1 静电场和感应电场的相同点(1)静电场和感应电场都具有电场的基本特性,即两种电场对处在其中的电荷都有电场力的作用.它们都具有能量、具有物质性.(2)静电场和感应电场的电场强度的定义相同,都可以用E=F/q来定义.(3)静电场和感应电场都可以用电场线形象地表示,这两类电场的电场线与场强的关系相同.2 静电场和感应电场的不同点(1)两类电场的产生原因不同:静电场是由静止电荷产生,而感应电场则是由变化的磁场产生.(2)静电场是保守场,静电场力对电荷做功与电荷运动路径无关,其电场线是“有始有终”的,如图2所示.感应电场是非保守场,感应电场力对电荷做功与电荷运动路径有关.感应电场是涡旋场,其电场线是闭合曲线,如图3所示.静电场可引入电势的概念,而感应电场不可引入电势的概念.(3)静电场的电场强度由“场源电荷”的电量和空间位置等因素决定,而感应电场的电场强度由磁场的变化率决定.图2 图3 图4例2如图4所示是一个半径为r的圆.(1)在圆心O处放一个点电荷,则电子恰好在圆周上以速度v做匀速圆周运动.电子运动一周静电场力做功是多少?轨道上电场强度的大小是多少?(2)如在垂直圆平面方向加一个B=kt的匀强磁场,电子运动一周,感应电场力做功是多少?感应电场强度是多少?(已知电子的质量为m,电量为e)解析(1)在圆心O处放一点电荷,电子处在该电荷所产生的电场中,电场力提供电子做匀速圆周运动的向心力,由于点电荷的电场的等势面是一系列以圆心O为球心的同心球面,所以电子是在同一等势面上运动,电场力对电子不做功.由于eE=mv2/r,所以轨道上电场强度的大小为E=mv2/er.(2)在垂直圆平面方向上加一均匀变化的磁场,则产生一恒定的感应电场,感应电场的电场线是一系列以O为圆心的同心圆.由法拉第电磁感应定律得=ΔΦ/Δt=SΔΒ/Δt=πr2k.电子运动一周感应电场所做的功为W=e=eπr2k,又W=Fs=eE′·2πr,所以感应电场强度为E′=W/2πre=eπr2k/2πre=rk/2.四、导体和绝缘体中的电场导体中存在着大量的自由电荷,对于金属导体,即存在着大量的自由电子.而绝缘体内部只有极少量的自由电荷,绝大多数电荷是束缚电荷.导体放入电场中,导体中的自由电荷在电场力的作用下,沿电场力的方向做定向运动.从而使得导体在沿电场方向的两端出现等量异种电荷,这种电荷叫做感应电荷.导体内部实际上存在着两个电场,当导体处于静电平衡状态时,“原电场”与“感应电荷的电场”大小相等、方向相反,它们的合场强为零.例3如图5所示,在正点电荷Q附近放一细金属棒,金属棒长为L,金属棒右端距Q为r,求金属棒两端的感应电荷的电量.图5解析金属棒中自由电子在点电荷的电场作用下向右端堆集,从而使金属棒两端感应出等量异种电荷.由于金属棒很细,因此,可将金属棒两端的感应电荷看成是等量异种点电荷.点电荷Q在金属棒中央的电场强度为E0=kQ/(r+0.5L)2,感应电荷在金属棒中央的电场强度为E′=-2kq/(0.5L)2,因为金属导体处于静电平衡状态时,内部各处电场强度为零,所以,E0+E′=0,联立解得q=(L/(2r+L))2(Q/2).绝缘体放入电场中,绝缘体中的极少量的自由电荷也会在电场力作用下沿电场方向做定向移动,从而使绝缘体两端出现等量异种电荷(电量很小).绝缘体内部也同时有两个电场,一个是原电场,一个是“感应电荷”的电场,但后者远小于前者.所以,处于电场中的绝缘体内部电场不为零.电场是一种特殊的物质,电场强度、电势、电势差等都是表示电场性质的物理量.电荷在电场中即受到电场力的作用,又具有电势能.要全面认识电场,应该从电场的最基本的特性去认识。
认识电场和电势差
认识电场和电势差电场和电势差是电学中两个非常重要的概念。
在本文中,我们将深入探讨电场和电势差的概念、性质以及它们在电学中的应用。
一、电场的概念和性质电场是指电荷周围的一种物理场,它对其他电荷施加力的作用。
电场可以用矢量表示,其方向是电荷受力方向的相反方向。
与电荷的性质有关的电场性质主要有以下几点:1.1 电场强度电场强度表示单位正电荷在某一点所受到的力的大小。
根据库仑定律,电场强度与电荷之间的距离成反比,与电荷的大小成正比。
1.2 电场线电场线是用来描述电场的图形表示方法。
在电场内,电场线是由正电荷指向负电荷的方向,并且相互之间不会相交。
电场线的密度表示电场的强弱。
1.3 电场的叠加原理当存在多个电荷时,它们所产生的电场可以进行叠加。
根据叠加原理,可以计算出在某一点的电场强度等于各个电荷在该点所产生的电场强度矢量之和。
二、电势差的概念和性质电势差是指电场中单位正电荷从一个点移动到另一个点所做的功。
电势差可以理解为电场中电荷的势能差。
以下是电势差的一些性质:2.1 电势差与电场强度之间的关系电势差与电场强度的关系可以通过公式ΔV = -∫E·dl来表示,其中ΔV表示电势差,E表示电场强度,∫E·dl表示对电场路径的积分。
2.2 电势差与电荷之间的关系根据电势差的定义,电势差与电荷的数量无关,只与电荷之间的距离和电场强度有关。
电势差的大小随着电荷之间的距离增加而减小。
2.3 电势差的量化电势差可以用伏特(V)作为单位进行量化。
电势差越大,表示单位正电荷在电场中移动时所具有的势能差就越大。
三、电场和电势差的应用电场和电势差在电学领域有着广泛的应用,以下是一些常见的应用:3.1 电场和电势差在电能转换中的作用在电路中,电场和电势差是电能转化的基础。
当电荷从高电势处移动到低电势处时,电能可以被转化为其他形式的能量,如热能或机械能。
3.2 电场在电介质中的应用电介质是一种能够在电场中产生极化现象的物质。
9.3 电场 电场强度
三、电场线
4、电场线的特点:
(1)电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷。
(2)同一电场的电场线在电场中不相交。
(3)曲线上每点的切线方向表示该点的电场强度方向,曲线的
疏密程度表示电场强度的大小。
(4)电场线为了形象描述电场而假想的线,实际并不存在。
练习1、由电场强度的定义式E= 可知,在电场中的同一点(
第九章:静电场及其应用
9.3 电场 电场强度
一、认识电场
电荷间的相互
作用力(非接
触力)是怎样
产生的?
电荷A
非接触力是一种
“超距作用”。
非接触力是通过
“媒介”传递
电场
法拉第提出
“场”的概念。
电荷B
一、认识电场
一、认识电场
一、认识电场
1、概念:电荷的周围存在着由它产生的电场。
2、性质:
(1)力的性质:对电场中的其他电荷施加力的作用。
观察发现: = = =
与试探电荷无关
反应电场的强弱
二、电场强度
1、定义:试探电荷所受的静电力与它的电荷量之比
2、物理意义:反映了电场在各点的力的性质,即电场的强弱。
3、表达式: =
(比值定义)
FA’
A+
q1
A
4、单位:牛每库,符号为 N/C。
+Q
5、矢标性:矢量。规定:电场中某点
1、定义式: =
(适用于所有电场)
2、物理意义:反映了电场在各点的力的性质,即电场的强弱。
3、单位:牛每库,符号为 N/C。
4、方向:与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。
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第一章电与磁
第四节认识电场
1.(多选)下列所示的四图分别表示电场中电场线的分布情况,则表示错误的图有()
解析:选ABC.根据电场线分布,得到A、B、C三项错.
2.把质子和电子先后放在同一电场中的同一位置,则它们受到的静电力()
A.方向相反、质子的力大
B.方向相反、电子的力大
C.方向相反、两者一样大
D.方向相同、两者一样大
解析:选C.根据F=qE,质子和电子电量相等,所以它们受到静电力一样大,方向相反.
3.如图所示是A、B两个点电荷在真空中所产生的电场的电场线(方向未标出).图中点C为两点电荷连线的中点,MN为两点电荷连线的中垂线,D为中垂线上的一点,电场线的分布关于MN左右对称,则下列说法中正确的是()
A.这两个点电荷带异种电荷
B.这两个点电荷带同种电荷
C.直线MN上各点电场强度相等
D.点C的电场强度比点D弱
解析:选A.根据电场线分布得出两个点电荷带异种电荷,A项对,B项错,根据电场线疏密程度,得出C、D两项错.
4.(多选)右图为电场中的一条电场线,则下列说法中正确的是()
A.这个电场一定是匀强电场
B.A、B两点的电场强度可能相同
C.A点电场强度一定大于B点电场强度
D.A点电场强度可能小于B点电场强度
解析:选BD.匀强电场的电场线与单个点电荷所产生的电场的电场线都是直线,所以只有一条电场线时只能判断电场强度的方向,不能比较电场强度的大小.
5.下列说法正确的是( )
A .电荷受到的电场力的方向总跟电场方向相同
B .沿电场线所指的方向,电场强度越来越小
C .在以点电荷为中心的同一球面上,电场强度处处相同
D .电场强度的方向总是跟正电荷受到的电场力的方向一致
解析:选D.根据正电荷受力方向与场强相同,负电荷反之,所以A 项错,D 项对,根据电场线疏密
程度表示场强大小,B 项错;根据E=2kQ
r
,得点电荷为中心球面大小相等,方向不同,C 项错.
6.(多选)如图所示,一束带电粒子沿实线所示方向进入匀强电场,电场线如虚线所示,方向未知,关于电场方向,以下说法正确的是( )
A .若粒子带正电,则电场方向向左
B .若粒子带正电,则电场方向向右
C .若粒子带负电,则电场方向向左
D .若粒子带负电,则电场方向向右
解析:选BC.根据曲线运动条件知,带电粒子所受电场力方向向右,得到若带正电,场强向右,若带负电,场强向左.
7.(2012江苏学业测试)下列各图中,正确描绘两个等量正电荷电场线的是( )
解析:选D .电场线不能相交故,A 、B 错,电场线起始于正电荷,终止于负电荷(或无限远处),故C 错,D 对.
8.直线AB 是某电场中的一条电场线,从电场线上的P 点静止释放一点电荷(如图所示),则以下说法正确的是( )
A .此电场一定是匀强电场
B .若电荷重力不计,则一定沿电场线运动
C .电荷一定做匀加速运动
D .电荷一定做加速运动,加速度越来越大
解析:选B.一条直线不能确定是不是匀强电场,选项A 错误;不计重力时电荷只受电场力,一定沿电场线做初速度为零的加速直线运动,选项B 正确;由于该电场不一定是匀强电场,电场力可能不恒定,选项C 错误;电场类型不确定,不能判断电荷受到的电场力的变化规律,其加速度可
能不变,也可能变大,也可能变小,选项D错误.
9.法拉第首次提出用电场线形象生动地描绘电场.右图为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图,以下几种说法正确的是()
A.a、b为异种电荷,a带电量大于b带电量
B.a、b为异种电荷,a带电量小于b带电量
C.a、b为异种电荷,a带电量等于b带电量
D.a、b为同种电荷,a带电量小于b带电量
解析:选B.由电场线的分布特点可知a、b为异种电荷,又因电荷b周围电场线密度比电荷a 周围电场线密度大,可知b电荷的带电量大于a电荷的带电量.选项B正确.
10.如图甲所示,A、B是一条电场线上的两点,若在A点释放一初速度为零的电子,电子仅受电场力作用,并沿电场线从A运动到B,其速度随时间变化的规律如图乙所示.设A、B两点的电场强度分别为E A、E B,则()
A.E A=E B
B.E A<E B
C.E A>E B
D.无法确定
解析:选A.由图象可知,电子做匀加速直线运动,故该电场为匀强电场,即E A=E B.。